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Wie funktionieren Schnelltests?

An der Hochschule Furtwangen wird an der Entwicklung gleich mehrerer Schnelltestverfahren geforscht. Eines davon könnte Klarheit bei Long-COVID schaffen.

Wie funktionieren Schnelltests? (I20980)

An der HFU werden Schnelltests entwickelt, die viel mehr anzeigen können als „negativ“ oder „positiv“: die fluoreszierenden Felder entsprechen markierten gebundenen Zielmolekülen und lassen auch differenziertere Schlüsse zu. Bild: Simone Rentschler

Es bedarf nur weniger Tropfen Flüssigkeit und ein bisschen Wartezeit, schon liegt ein Ergebnis vor: Mit der Anwendung von Schnelltests kennt man sich in Coronazeiten aus. Aber wie funktionieren diese eigentlich? Während die Testperson wartet, sind im Inneren der Plastikkasette Kapillarkräfte am Werk, mit denen die Flüssigkeit durch den Teststreifen gesogen wird. Auf dem Zellstoff wurden winzigste Goldpartikel angebracht, die wiederum Antikörper als „Fängermoleküle“ festhalten. Kommt ein SARS-CoV-2 Virus mit diesen in Berührung, löst das den optischen „Alarm“ aus – der metallische Indikator verändert die Lichtbrechung, der Teststreifen verfärbt sich rot.

„Selbsttests für Zuhause haben Zukunft!“, sagt Prof. Dr. Hans-Peter Deigner, der an der Hochschule Furtwangen im Bereich Molekulare Biomedizin auch an der Entwicklung verschiedenster Schnelltestverfahren forscht. „Dabei ist wichtig, dass die Tests genau nach Anleitung angewendet werden,“ ergänzt Doktorandin Isabel Quint, die sich auf das Thema Nanoporen spezialisiert hat.  Wer beim Corona-Test das Stäbchen zu oberflächlich einsetzt oder den Abstrich nicht lange genug in der Flüssigkeit löst, der riskiert ungenauere Testergebnisse. Kinderleicht zu handhaben müssen solche Test-Sets sein, dabei möglichst zuverlässig  – und „im Zweifelsfall sollten sie eher falsch positiv als falsch negativ auslösen“, erklärt Deigner. Derzeit arbeitet er mit seinem Team daran, einen Schnelltest für Long-COVID zu entwickeln: „Damit könnte man bei Patienten sofort zuordnen, ob ihre Beschwerden die Folge einer Corona-Erkrankung sind“. Was schneller entdeckt wird, kann schneller gezielt behandelt werden.

Vereinfacht gesagt muss dafür zunächst der passende Biomarker gefunden werden, also eine Veränderung, die im Zusammenhang mit der zu testenden Krankheit auftritt. Das könnten auffällige EKG Muster genauso sein wie Bakterien oder, wie bei COVID-19, Proteine - es wird nach Messbarem gesucht, das am besten minimalinvasiv getestet werden kann. Im nächsten Schritt gilt es dann, diesem Marker ein Fängermolekül zuzuordnen, das auf ihn reagiert. Auch beim Ablesen der Tests gibt es viele Möglichkeiten. Deigner und sein Team haben Tests entwickelt, die unter fluoreszierendem Licht ausgewertet werden: „Eine Vielzahl kleiner leuchtender Felder, welche markierten gebundenen Zielmolekülen entsprechen, zeigen dann nicht nur an, ob grundsätzlich negativ oder positiv, sondern lassen auch differenziertere Schlüsse zu“, so Simone Rentschler, Doktorandin in der Gruppe.

Prof. Dr. Deigner beforscht Schnelltests mit ganz unterschiedlichem Einsatzbereich. Bereits seit zehn Jahren arbeitet er an der Entwicklung eines Verfahrens, mit dem Säuglinge untersucht werden können, die unter der Geburt einen Sauerstoffmangel erlitten haben. „Es gibt bestimmte Therapien, die dann zum Einsatz kommen können, wie zum Beispiel, die Körpertemperatur des Babys zu senken“, erklärt Deigner. „Doch nicht alle betroffenen Kinder sprechen darauf an. Da eine solche Therapie auch schaden kann, wäre es wichtig, mit einem Schnelltestverfahren klären zu können, ob das im individuellen Fall erfolgsversprechend wäre“.

Ein weiterer Forschungsgegenstand von Deigner und seinem Team in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Matthias Kohl ist ein Schnelltest für Transplantationspatienten, die damit auch selbst permanent überprüfen könnten, wie hoch die Gefahr einer Organabstoßung ist. „Das ist in einer bestimmten Phase nach der Transplantation besonders wichtig. Auch hier galt es, einen Marker zu finden, der mit den Abstoßungssymptomen korreliert“, sagt Isabel Quint. Die klinischen Studien für die Tests laufen bereits, ihr Einsatz könnte in der Früherkennung unschätzbare Dienste leisten.